NL9401710A - Stelsel voor het koelen van de rotor van een elektrische machine. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Stelsel voor het koelen van de rotor van een elektrische machine

De uitvinding hee£t betrekking op een stelsel voor het koelen van de, in een onder vacuüm staande behuizing opgenomen, rotor van een elektrische machine.

Het koelen van de rotor van een elektrische machine is een maatregel die in vele gevallen noodzakelijk is voor het afvoeren van de warmte, opgewekt als gevolg van de in de rotor opgewekte wervelstroomverliezen. Wanneer de rotor is opgenomen in een onder vacuüm staande behuizing kan deze warmte slechts worden afgevoerd door straling naar de de rotor omringende behuizing en dit is in vele gevallen onvoldoende om een goede koeling te verzekeren.

De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen. Volgens de uitvinding wordt dit gerealiseerd doordat nabij de rotor tenminste één sproeier is aangebracht voor het daartegen versproeien van een bij lage temperatuur (30 °c - 60 °c) en onderdruk verdampende vloeistof.

De tegen de rotor versproeide vloeistof onttrekt bij het verdampen ervan warmte aan de rotor; de gevormde damp beweegt zich naar de binnenwand der behuizing en condenseert daar.

Op deze wijze wordt, naar uit proeven is gebleken, een bijzonder effectieve koeling der rotor gerealiseerd.

Het is gunstig wanneer aan de onderzijde van de behuizing een opvangruimte is gevormd voor de tegen de binnenwand van de behuizing gecondenseerde vloeistof en met deze ruimte een circulatiepomp in verbinding staat voor het via de opvoerzijde daarvan aan de sproeier(s) terugvoeren der vloeistof. De vloeistof wordt dan aan de onderwand der behuizing opgevangen en in een in hoofdzaak in zich gesloten kringloop via de circulatiepomp teruggevoerd naar de sproeiers; bijvullen van vloeistof is niet of nauwelijks nodig.

Bij voorkeur is nabij boven- respektievelijk onderrand van de rotor tenminste een vloeistofsproeier aange- bracht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de opvangruimte begrensd door de binnenwand der behuizing, de bodem van de behuizing en een van deze bodem uitgaande, opstaande, met de binnenwand concentrische afschermrand.

De vloeistof bestaat bij voorkeur uit propyleengly- col.

Het stelsel volgens de uitvinding kan met voordeel worden toegepast in een vliegwielenergieopslaginrichting. Het gevraagde uitsluitend recht strekt zich dan ook uit tot een dergelijke inrichting waarbij de rotor de vlieg-wielelementen draagt, en die is voorzien van een stelsel als boven omschreven.

Wanneer daarbij de rotor twee op axiale afstand van elkaar gelegen vliegwielelementen draagt is daartussen bij voorkeur tenminste een vloeistofsproeier aangebracht. Aldus wordt voorkomen dat de versproeide vloeistof de rotorlegers bereikt.

Wanneer de rotor bestaat uit een de stator omringend cylindrisch deel met tenminste een, op de buitenwand daarvan aangebrachte en tenminste een vliegwielelementen dragende klembus kunnen de sproeiers liggen in het axiale verlengde van deze klembus.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Fig. 1 toont een langsdoorsnede door een vliegwie-lenergieopslaginrichting voorzien van een eerste uitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een overeenkomstige doorsnede met een tweede uitvoeringsvorm.

De in de figuur in langsdoorsnede weergegeven vlieg-wielenergieopslaginrichting bestaat uit een in bedrijf geëvacueerde behuizing 2 met een cylindrische buitenwand 4, een boveneindwand 6 en een ondereindwand 8. Via cylindrische flenzen 10 respektievelijk 12 dragen deze eindwan-den 6, 8 een afsluitplaat 14 respektievelijk 16 waartussen de van draagstompen 18 respektievelijk 20 voorziene stator 22 is opgenomen. De op deze stator 22 aangebrachte stator-wikkelingen zijn in de figuur niet getekend.

Via het bovenleger 24 respektievelijk het onderleger 26 dragen de stator einden 18 respektievelijk 20 de rotor 28. Op deze rotor zijn twee klembussen 30 respektievelijk 32 aangebracht die de schijfvormige vliegwielelementen 34a...34d dragen.

De behuizing 2 is voorzien van een koelcircuit bestaande uit in de wand 4 aangebrachte koelmediumkanalen 36 waardoor een geschikt koelmedium vloeit, en die zijn aangesloten op een schematisch aangegeven koelmediumtoe-voer 38 en een eveneens schematisch aangegeven koelmedium-afvoer 40.

In deze vliegwielenergieopslaginrichting is een stelsel volgens de uitvinding aangebracht. Dit omvat in de afgebeelde uitvoeringsvorm een langwerpige sproeierbuis 42 die vanuit de wand 4 uitsteekt tot tussen de vliegwielelementen 34b en 34c tot dicht bij de buitenwand van het cylindrisch rotordeel 28. Deze sproeierbuis 42 staat via de leiding 44 in verbinding met de opvoerzijde 46 van een circulatiepomp 48 die is ondergebracht in een houder 50 voor een bij lage temperatuur verdampende vloeistof, zoals propyleenglycol. Deze houder 50 staat via de leiding 52 in verbinding met een ringvormige opvangruimte 54 die wordt begrensd door de binnenzijde van de houderwand 4, de binnenzijde van de onderzijde 8 en een opstaande rand 56 die uitgaat van de onderwand 8 en concentrisch is ten opzichte van de buitenwand 4.

De via de sproeierbuis 42 tegen de rotor versproeide vloeistof verdampt waardoor warmte aan de rotor wordt onttrokken. De damp verplaatst zich radiaal naar buiten en condenseert tegen de binnenzijde 4a van de wand 4, zoals schematisch aangegeven met de streeppuntlijnen 58. De vloeistof stroomt langs de binnenwand omlaag, wordt opgevangen in de ruimte 54 en stroomt via het kanaal 52 terug naar de voorraadhouder 50.

Uiteraard kan elk der vliegwielelementen 34a...34d op een individuele drager zijn aangebracht waarbij deze individuele dragers op afstand van elkaar liggen en steeds tussen twee aangrenzende vliegwielelementen een sproeier-buis aanwezig is.

In de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 zijn die delen welke overeenkomen met de reeds aan de hand van figuur 1 besproken delen aangegeven met gelijke verwijzingscijfers. Het verschil met de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 is dat de enkele sproeier 42 volgens deze figuur is vervangen door twee sproeiers 60 respektievelijk 62 die zijn aangebracht nabij de boveneindrand van de klembus 30 respektievelijk de ondereindrand van de klembus 32. De beide sproeiers staan via de kanalen 64 respektievelijk 66 in verbinding met de opvoerzijde 46 van de pomp 48 en versproeien de vloeistof tegen de respektievelijke eindranden. Ook hier zal de gevormde damp tegen de binnenzijde 4a van de wand 4 condenseren en zal het condensaat op de bovenomschreven wijze naar de houder 40 terugvloeien.

Opgemerkt wordt dat de maatregelen volgens figuur 1 respektievelijk figuur 2 ook gecombineerd kunnen worden toegepast in een en dezelfde inrichting waarbij dan van de rotor zowel het oppervlak als de eindranden worden gekoeld.

Claims (9)

1. Stelsel voor het koelen van de, in een onder vacuüm staande behuizing opgenomen, rotor van een elektrische machine, met het kenmerk, dat nabij de rotor tenminste één sproeier is aangebracht voor het daartegen ver-sproeien van een bij lage temperatuur (30 °C - 60 °C) en onderdruk verdampende vloeistof.

2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de onderzijde van de behuizing een opvangruimte is gevormd voor de tegen de binnenwand van de behuizing gecondenseerde vloeistof en met deze ruimte een circula-tiepomp in verbinding staat voor het via de opvoerzijde daarvan aan de sproeier(s) terugvoeren der vloeistof.

3. Stelsel volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de sproeier(s) nabij het rotoroppervlak is (zijn) aangebracht.

4. Stelsel volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat nabij de boven- respektievelijk onderrand der rotor tenminste een vloeistofsproeier is aangebracht.

5. Stelsel volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de opvangruimte wordt begrensd door de binnenwand van de behuizing, de bodem van de behuizing en een van deze bodem uitgaande opstaande en met de binnenwand concentrische , afschermrand.

6. Stelsel volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat de vloeistof bestaat uit propyleenglycol.

7. Vliegwielenergieopslaginrichting waarin de rond een stator aangebrachte rotor de vliegwielelementen draagt, gekenmerkt door een stelsel volgens conclusie 1-6.

8. Vliegwielenergieopslaginrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de rotor twee op axiale afstand van elkaar gelegen vliegwielementen draagt, waartussen tenminste een vloeistofsproeier is aangebracht.

9. Vliegwielenergieopslaginrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de rotor bestaat uit een de stator omringend cylindrisch deel met tenminste één op de buitenwand daarvan aangebracht, en tenminste een vliegwielele-ment dragende klembus, en aan weerskanten en in het axiale verlengde daarvan een vloeistofsproeier is aangebracht.